Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Muskovi se podařilo část rakety chytit „mechanickou godzillou“, o druhou přišel

  9:38
Sedmý testovací let kosmické lodi Starship společnosti SpaceX plánovaný na čtvrtek půl hodiny před půlnocí měl znovu ukázat, že firma dokáže zachytit přistávací stupeň do mechanických „kleští“ na rampě. Mnohem důležitější z hlediska dalšího postupu však je vypuštění nákladu v podobě maket deseti družic. To se patrně nepodařilo poté, co ztratila s druhým stupněm spojení.

Start Startship k sedmému testovacímu letu

Není to ještě celá raketa, zatím je to jen jeden motor. Při sedmém zkušebním letu rakety Starship ve čtvrtek ve 23:37 SEČ se druhého letu dočkal motor Raptor výrobního čísla 314. Motor, který už jednou na Starshipu letěl, a to loni 13. října při prvním a dosud jediném úspěšném zachycení prvního stupně.

Přinese tento Pí-Raptor (jak se mu vzhledem k výrobnímu číslu přezdívá) štěstí? Nevydařený pokus o přistání prvního stupně během šestého zkušebního letu (19. listopadu) ukázal, že na Starshipu je ještě hodně práce a že k rutině má zatím daleko. Nyní se ale zachycení podařilo.

Zachycení přistávajícího prvního stupně Starship při sedmém testovacím letu

Problém ale byl s druhým stupněm, který měl technické problémy, přestal komunikovat a poději se rozpadl v atmosféře.

„Během výstupu došlo k rychlé neplánovanému rozpadu Starship. Týmy budou pokračovat v přezkoumávání údajů z dnešního letového testu, aby lépe pochopily hlavní příčinu. Při podobných testech je úspěch výsledkem toho, co se dozvíme, a dnešní let nám pomůže zlepšit spolehlivost lodi Starship,“ napsala později firma.

Když úspěch není zaručený

Starship dosud uskutečnil šest zkušebních letů. Nás ale nyní budou zajímat jen poslední dva, které byly nad očekávání úspěšné. Nejprve 13. října dokázala raketa při misi IFT-5 (Integrated Flight Test) poprvé v historii čítankově přistát s prvním stupněm B12 (Booster) do mechanických ramen na startovací rampě a stupeň druhý S30 (Ship) přistál do stanovené oblasti v Indickém oceánu. Sice po dosednutí explodoval, ale to byla jen drobná piha na kráse: cílem letu bylo prověřit tepelný štít, průlet atmosférou a závěrečný přistávací manévr, což se povedlo na výbornou.

20. listopadu 2024

Při misi IFT-6 se návrat stupně B13 zpět na rampu nepodařil. Ten sice fungoval správně, ale několik desítek sekund po oddělení od stupně druhého SpaceX oznámila, že plánovaný návrat na rampu ruší. A to proto, že nebyly splněny všechny podmínky na straně startovací věže. Později se ukázalo, že došlo k výpadku komunikace. Elon Musk uvedl, že i v takovém případě bylo úspěšné přistání možné, ale že raději vsadili na bezpečnost a „posadili“ stupeň do vln Mexického zálivu několik desítek kilometrů od pobřeží. Druhý stupeň S31 úspěšně proletěl atmosférou a ukázkově přistál v cílové oblasti. Stalo se poprvé za denního světla a záběry z přistání tak byly dechberoucí.

13. října 2024

Nynější sestava - první stupeň B14 a druhý S33 - měl být další zkouškou schopností systému před tím, než se vydá na oběžnou dráhu nebo než dojde k pokusu o záchranu druhého stupně. Ostatně, právě druhý stupeň bude při stávajícím letu ostře sledovaný, protože poprvé poletí ve verzi V2. Svého cíle ale nyní nedosáhl.

Skoro úplně nový druhý stupeň

Aktuální sestava rakety Starship (B14/S33) během zkušebního tankování a odpočítávání

Všechny testovací lety Starshipu (IFT-1 až -6) nesly druhý stupeň Ship generace V1. Ten měl výšku 50,3 m, dnes nasazovaná V2 52,1 m. Mimochodem, díky tomu Starship posune laťku „nejvyšší rakety“ na hodnotu 123 m.

První generace mohla do nádrží pojmout 1 200 t pohonných látek (kapalný kyslík a metan), V2 už 1 500 t. Pozor, do budoucna má přijít i první stupeň Booster ve verzi V2, ale zatím se při stávajícím i několika příštích startech bude používat původní V1. Takže ve čtvrtek letěl Starship s kombinací první stupeň první generace a druhý stupeň druhé generace.

Změn na druhém stupni V2 bylo ovšem mnohem více než jen prodloužená délka a větší objem nádrží. V prvé řadě byly radikálně přepracované kachní stabilizační plochy na přídi. Už v červenci 2021 Elon Musk uvedl, že stávající verze velikosti příďových křidélek je konstrukčně chybná a pracuje se na její změně. Nově budou křidélka více vpředu, menší (a tenčí) a více „v závětří“, aby byla lépe chráněna během průletu rozžhavenou plazmou při přistávacím manévru. Dosud byla křidélka přesně naproti sobě, tedy v rozestupu 180 stupňů, nově od sebe budou vzdálena 140 stupňů (zadní křídla na rozestupu 180 stupňů zůstala). Původní verze křidélek měla několik nedostatků, mj. měla tendenci překlápět startující raketu dozadu, což bylo nutné při vzletu kompenzovat.

Kompletní sestava S33/B14 pro misi IFT-7

Celá přední část stupně Ship o délce 14 m (nejen křidélka, ale i nádrže nebo systémy s křidélky spojené) byla zcela překonstruovaná tak, aby byla možná její rychlejší a jednodušší výroba.

Změnila se konstrukce příďových nádrží na kapalný kyslík a metan. Jde o vyrovnávací nádrže pro zajištění stabilní dodávky pohonných látek do motorů; jejich sekundární funkcí je pak posunutí těžiště lodi. Když totiž Ship prolétá ve vodorovné poloze atmosférou, pohonné látky jsou dole, tedy „na boku“ nádrže. Před přistáním se loď přetáčí do „správné“ (vertikální) polohy, jenže chvíli trvá, než se pohonné látky na dně téměř prázdných nádrží usadí. Právě v tu chvíli přichází ke slovu příďové vyrovnávací nádrže: protože jsou téměř po okraj plné, nemusí se v nich pohonné látky usazovat a mohou ihned začít zásobovat motory pro závěrečný přistávací manévr.

Uvnitř stupně Ship také došlo ke změně tvaru hlavních nádrží kapalného kyslíku a metanu (hlavně jejich dna), což dovoluje lépe využít vnitřní prostor. Upraveny byly rozvody paliva, ventily a integrována nová avionika. Jiné jsou též palubní akumulátory, rozvodná síť nebo orientační systém. Samostatnou kapitolou je tepelný štít lodi.

I Elon Musk uvedl: „Dnešní největší technologickou výzvou pro Starship zůstává plně a okamžitě znovupoužitelný tepelný štít. Tedy přistát, doplnit palivo a okamžitě znovu startovat bez údržby nebo pracné kontroly.“

Ač stávající štít při posledních třech zkušebních letech fungoval a přivedl stupeň až k přistání do vln oceánu, evidentně s ním nepanuje spokojenost. Průlet atmosférou tak měl být plný experimentů týkajících se tepelného štítu: někde byl změněn tvar dlaždic tepelné ochrany, jinde došlo k jejich úplnému odstranění, na několika místech se zkoušely dlaždice z alternativních materiálů a jedna měla dokonce i aktivní chlazení. Což je technologie, se kterou se už kdysi pro Starship počítalo před tím, než ji SpaceX opustila. Nyní chtěli alespoň prověřit její životaschopnost.

Letový řád mise číslo 7

Kompletní sestava Starship před středečním letem IFT-7

Hodinu a patnáct minut před plánovaným vzletem vydá letový ředitel souhlas se zahájením tankování rakety. To je dokončeno v čase 3 minuty 20 s před startem (druhý stupeň S33), resp. 2 minuty 50 s (první stupeň B14). Třicet sekund před startem je vydaný finální souhlas, deset sekund před vzletem je aktivovaný vodní záplavový systém rampy.

Při sedmém zkušebním letu byl plánovaný časový sled událostí následující (jde o nominální časy, které se budou měnit v závislosti na skutečném průběhu mise):

  • 1 min (po startu) - maximální dynamické (Max Q) namáhání působící na raketu.
  • 2 min 30 s - vypnutí většiny ze 33 motorů Raptor prvního stupně, zůstávají běžet jen tři na padesát procent tahu.
  • 2 min 38 s - oddělení druhého stupně, který má šest motorů Raptor (tři běžné, tři upravené pro práci ve vakuu).
  • 2 min 46 s - začátek návratového manévru prvního stupně, s jehož pomocí se eliminuje dopředná rychlost a stupeň se začne vracet k rampě (ke třem pracujícím motorům Raptor se přidá dalších deset).
  • 3 min 27 s - dokončení zážehu návratového manévru.
  • 3 min 29 s - odhození příhradové mezistupňové konstrukce (tzv. hot-staging ring) z prvního stupně.
  • 6 min 26 s - rychlost prvního stupně je podzvuková.
  • 6 min 33 s - zahájení přistávacího zážehu prvního stupně (13 motorů Raptor, deset z nich se později vypíná a pracují jen tři).
  • 6 min 53 s - zachycení prvního stupně rameny na obslužné věži startovací rampy.

Druhý stupeň mezitím pokračuje dále:

  • 8 min 53 s - vypnutí motorů Raptor druhého stupně.
  • 17 min 30 s - zahájení vypouštění nákladu.
  • 37 min 31 s - test zážehu motoru Raptor během letu na suborbitální dráze.
  • 47 min 14 s - zahájení vstupu do atmosféry.
  • 1 h 4 min 23 s - druhý stupeň má podzvukovou rychlost.
  • 1 h 6 min 11 s - druhý stupeň se přetáčí z horizontální do vertikální polohy.
  • 1 h 6 min 17 s - začátek přistávacího zážehu.
  • 1 h 6 min 37 s - vzrušující přistání (jak slibuje SpaceX).

Deset maket družic na palubě

Pokud jste letový řád četli pozorně, tak v 18. minutě letu je uvedeno „zahájení vypouštění nákladu“. Je to poprvé, co Starship nesl náklad. Pokud tedy nepočítáme banán v nákladovém prostoru lodi při misi IFT-6, který zde ovšem nebyl v roli nákladu, nýbrž měřítka velikosti prostoru. Tentokrát bylo na palubě deset rozměrných a hmotnostních maket družic Starlink třetí generace (V3), které by do budoucna měl právě Starship vynášet na oběžnou dráhu.

Schematické znázornění zásobníku na vypouštění družic Starlink z rakety Starship

Žádná maketa se tentokrát na oběžnou dráhu neměla dostat, protože S33 letěl jen na dráhu suborbitální. Tzn. mělo se vyzkoušet vyložení družic a makety, které během několika desítek minut měly shořet v hustých vrstvách atmosféry. Vzhledem ke ztrátě Ship tak nemohly být vyloženypo jednom kuse speciálním mechanismem, kterému se anglicky přezdívá PEZ Dispenser. U nás bychom mohli říci LIPO-adaptér (starší ročníky vědí). A to proto, že měly být vykládány jedna po druhé relativně malým otvorem podobně jako se z figurky (“adaptéru“) jedna po druhé vylupují drobná komprimátová cukrátka (“družice“).

Zatím šlo v případě družic Starlink V3 jen o makety, ale operační satelity významně rozšíří kapacitu této globální komunikační sítě. Každá družice by měla nabízet downlink 1 Tb/s a uplink 160 Gb/s, což je více než desetinásobek downlinku a 24násobek uplinku dnešních nejmodernějších družic V2 Mini Starlink.

Jinými slovy: pokud dnes rakety Falcon 9 vynáší V2 Mini Starlink po cca 20 kusech, tak celou kapacitu vynesenou jednou raketou nahradí jedna (uplink) až dvě (downlink) družice Starlink V3. Starship má Starlink V3 vynášet po šedesáti kusech, takže na orbitu se dostane při jednom startu přenosová kapacita odpovídající třiceti až šedesáti letům nosiče Falcon 9. Loni nesl Falcon 9 družice Starlink na oběžnou dráhu 89krát.

Co bude dál?

Kdyby byl let IFT-7 úspěšný nebo alespoň tak úspěšný, že by nebylo potřeba provádět vyšetřování, dodatečné zkoušky a významnější zásahy do hardware, pak by se IFT-8 mohl uskutečnit na přelomu února a března. V plánu byl (opět dle výsledku IFT-7) pokus o první zachycení druhého stupně, což nyní patrně padá.

Tomuto manévru musí předcházet několik úspěšných průletů atmosférou, což je zatím splněno, protože přistávající druhý stupeň – ať již ze suborbitální či orbitální dráhy – bude přelétat Mexiko a při selhání by se mohl zřítit na obydlené oblasti. Otázkou, na kterou dnes neznáme odpověď, je, zdali k přistání využije stejnou rampu jako pro start, nebo vedlejší, která už je dokončována. Pokud by využil rampu stejnou, musel by zamířit na oběžnou dráhu a nejméně den nebo dva dny počkat, než bude zajištěný a odvezený navrátivší se první stupeň.

Při letu IFT-9 (nebo -10) by mohla být poprvé použita právě druhá rampa, která na základně Starbase v Texasu vyrostla. V létě (IFT-11 a -12, ale už jsme v oblasti spekulací) by se mohly uskutečnit dva starty Starshipu v rozmezí 24 hodin. Obě lodě by se na oběžné dráze spojily a vyzkoušely přečerpávání pohonných látek z jedné do druhé. Jde o kritickou operaci pro budoucí plány SpaceX: pro let Starshipu k Měsíci, kde je lunárním modulem programu NASA Artemis, nebo pro mise na Mars.

Již na letošní léto slibuje Elon Musk spojení dvou lodí Starship a přečerpávání pohonných látek

Ještě loni Elon Musk sliboval na letošní rok zprovoznění rampy pro systém Starship na Floridě. Její věž stojí už přes dva roky v areálu komplexu 39A, ale práce na ní se na delší dobu zastavily. Každopádně by letošní zahájení provozu Starshipů z Floridy bylo nemalou výzvou, protože kromě startovací rampy by bylo potřeba vybudovat celé chybějící zázemí nezbytné pro přípravu startu. A stejně tak výrobní kapacity (a Starship vyrobit), protože to dnes umí jen továrna v Texasu. Tedy, pokud se nebudeme zaobírat tak exotickými možnostmi jako převoz rakety z Texasu na Floridu, nebo rovnou její přelet.

Na základně Starbase v Texasu je dnes jedna použitelná startovací rampa, druhá se dokončuje

Kroky za hranice představitelného

Je velmi pravděpodobné, že se letos dočkáme dosažení oběžné dráhy raketou Starship a vynesení prvního skutečného nákladu. Stejně jako opakovaného letu některého prvního a/nebo druhého zachráněného stupně.

Mimochodem, stupeň B12, který byl úspěšně zachycený spáry „mechanické godzilly“ (Mechazilly) loni v říjnu, byl v uplynulých měsících zaparkovaný v zahradě raket na Starbase. Leč od minulého týdne je zpět v montážní hale. To může znamenat jeho chystané sešrotování, protože SpaceX k mnoha historickým artefaktům nechová sentiment (čest výjimkám). Anebo také přípravu na druhý let.

Že je to přitažené za vlasy? Ano, je. Ale přesně to má SpaceX v krvi: překonávat hranice možného a pouštět se do věcí, které by nás ještě nedávno ani nenapadly.

Před raketou Starship – a před námi také – je každopádně nesmírně zajímavý rok. Dost možná rok pravdy.

Aktualizace: Doplnili jsme informaci o startu a zachycení prvního stupně, ztrátě druhého a záznam první části letu

Autor: